Способ получения сангвиритрина

 

Маклею сердцевидную и(или) маклею мелкоплодную экстрагируют гидрофобным растворителем в присутствии щелочного агента. Проводят осаждение бисульфатов целевых алкалоидов переводом их в основания и повторным переосаждением бисульфатов из гидрофобного органического растворителя. При этом экстракцию проводят этилацетатом или дихлорэтаном последовательной обработкой нескольких порций сырья одним объемом экстрагента по принципу противотока. При очистке в качестве щелочного агента используют водный раствор аммиака, в качестве экстрагента - хлороформ. Побочные алкалоиды дополнительно отделяют фильтрацией, экстракцией органической фазы водой. Изобретение позволяет упростить процесс, снизить нормы расхода сырья и энергозатраты. 1 табл.

Изобретение относится к химико-фармацевтической промышленности, а именно к способу получения лекарственных препаратов растительного происхождения. Преимущественно может быть использовано для получения препарата "Сангвиритрин", обладающего антимикробной и антихолинестеразной активностью. "Сангвиритрин" является смесью кислых бисульфатов бензо[c]фенантридиновых алкалоидов - сангвинарина и хелеритрина.

Описаны способы получения суммы солей этих алкалоидов из различных растительных источников, например сангвинарии канадской (Sanguinaria canadensis). Сущность первой группы методов заключается в осаждении сангвинарина и хелеритрина в виде смеси хлоридов из водного раствора их цитратов концентрированным раствором хлорида натрия. При этом операции, предшествующие получению цитратов алкалоидов, варьируются, но общим является использование полярного экстрагента (водный метанол) на головной стадии технологии.

Так, в патенте /1/ описан способ получения хлоридов сангвинарина и хелеритрина из Sanguinaria canadensis экстракцией корней растения водным метанолом, подкисленным лимонной и соляной кислотами, осаждением алкалоидов солями цинка с последующим растворением осадка в растворе лимонной кислоты, фильтрацией раствора и осаждением суммы хлоридов целевых алкалоидов хлоридом натрия.

Описан также способ получения суммы хлоридов сангвинарина и хелеритрина из корней Sanguinaria canadensis /2/ экстракцией водным метанолом с добавлением едкого натра, обработкой экстракта хлористым метиленом, извлечением алкалоидов из органической фазы водным раствором лимонной кислоты и осаждением хлоридов целевых алкалоидов из водного раствора их цитратов хлоридом натрия.

Описан также способ получения хлоридов сангвинарина и хелеритрина из маклеи сердцевидной (Macleaya cordata) /3/ экстракцией метанолом с добавлением гидрата окиси аммония, охлаждением, фильтрацией, сушкой полупродукта, растворением последнего в соляной кислоте и сушкой.

В другой группе способов используется гидрофобный растворитель с добавлением щелочного реагента.

В патенте /4/ описан способ получения этих алкалоидов экстракцией растительного сырья, содержащего бензо[с]фенантридиновые алкалоиды, с добавлением водного раствора щелочного реагента с pH 8,5 и органического растворителя типа метиленхлорида, обработкой органической фазы водным раствором кислоты. При этом соли целевых соединений выпадают в осадок.

Аналогичный способ предложен в патенте /5/. Он заключается в экстракции измельченного растительного сырья, обработанного гидратом окиси аммония, дихлорэтаном, фильтрации, последующей обработке экстракта разбавленной серной кислотой, отделением выпавших бисульфатов алкалоидов и перекристаллизации их из подкисленного спирта.

В опытно-промышленном регламенте /6/ на производство сангвиритрина заключительная стадия перекристаллизации была заменена на очистку технического продукта путем повторного переведения бисульфатов алкалоидов в основания, а затем снова в бисульфаты.

Известен также способ получения сангвиритрина из травы маклеи путем многоступенчатой экстракции сырья хлороформом в щелочной среде с постепенным выведением трети объема экстракта из экстрактора для проведения последующей стадии обработки серной кислотой /7/. Отработанную органическую фазу возвращают в экстрактор, а водно-кислотную - на обработку новой порции экстракта. Недостатком метода является непрерывное понижение содержания алкалоидов в органических экстрактах, что затрудняет выпадение осадка солей алкалоидов из экстрактов на завершающей стадии экстракции. Кроме того, способ непригоден для экстракции сырья с низким содержанием целевых алкалоидов.

Известен способ получения суммы солей сангвинарина и хелеритрина из травы маклеи, заключающийся в экстракции измельченного и обработанного водным раствором щелочи сырья этилацетатом или другими эфирами уксусной кислоты с последующей обработкой органической фазы водными растворами серной или соляной кислот /8/. Очистку технического продукта проводят фильтрацией его водного раствора с последующей обработкой в щелочной среде водного фильтрата этилацетатом и обработкой органической фазы водным раствором тех же кислот.

Недостатком метода является неполная очистка суммы целевых алкалоидов от нежелательных примесей. По сравнению с методами /6, 9/ в способе /8/ на стадии очистки технического продукта исключена фильтрация органической фазы после ее отделения от водно-щелочной фазы. Однако органическая фаза содержит черный осадок примесей, не растворимых ни в воде, ни в неполярных органических растворителях. Эти примеси способны загрязнять целевой продукт и подлежат обязательному удалению.

Недостатком первой группы способов является загрязнение продукта минеральными примесями, цитратами, примесями других бензо[c]фенантридиновых алкалоидов, если ставится задача получения только солей сангвинарина и хелеритрина. Второй недостаток - использование на головной стадии токсичного экстрагента - метанола.

Другая группа способов получения сангвиритрина свободна от первого недостатка, но в случае использования для экстракции хлорсодержащих углеводородов второй недостаток сохраняется. Для каждого способа отмечены и частные недостатки.

Нами ранее был предложен способ получения сангвиритрина с использованием на головной стадии нетоксичного экстрагента, удовлетворяющего требованиям экологии /9/. Согласно этому способу измельченную траву маклеи экстрагируют водным алифатическим спиртом, например этанолом, в присутствии гидрата окиси аммония, удаляют спирт в вакууме, обрабатывают водную фазу гидрофобным растворителем, например дихлорэтаном, хлороформом, хлористым метиленом, толуолом, этилацетатом, обрабатывают полученный вторичный экстракт разбавленной серной кислотой, отделяют технический сангвиритрин с последующей очисткой в соответствии со способом /5/.

Приведенный способ удовлетворяет требованиям экологии и обеспечивает получение целевого продукта необходимого качественно-количественного состава. Однако вариант /4-8/ не может быть полностью оставлен, так как может использоваться предприятиями с хорошей герметизацией оборудования.

Задачей настоящего изобретения является оптимизация технологического процесса, позволяющая упростить его и снизить нормы расхода сырья, материалов, электроэнергии и других видов энергетических затрат на единицу готовой продукции, а также обеспечить качество готового продукта. В качестве прототипа избран способ /8/.

Таким образом, способ получения технического сангвиритрина согласно прототипу заключается в следующем: экстракции измельченного сырья, обработанного водным аммиаком, этилацетатом, фильтрации, обработке экстракта разбавленной серной кислотой, отделении выпавшего осадка технической суммы бисульфатов сангвиритрина и хелеритрина, промывании ацетоном, сушке и измельчении готового продукта.

Недостатком последнего способа является выделение технического сангвиритрина из органического экстракта с низкой концентрацией алкалоидов, необходимость использования больших количеств неполярного растворителя и серной кислоты, большая трудоемкость и энергоемкость процесса, так как серной кислотой обрабатывается каждый органический экстракт и каждый отработанный экстракт упаривают в вакууме отдельно, а также неудовлетворительная очистка технического продукта.

Использование хлороформа на стадии очистки технического продукта предпочтительнее этилацетата, так как он значительно лучше растворяет алкалоиды в виде псевдооснований после щелочной обработки водного раствора технического продукта. Это дает возможность фильтровать органический раствор с минимальными потерями. В случае использования этилацетата происходит неполное растворение псевдооснований алкалоидов, что при необходимости очистки фильтрацией приводит к потерям. Если же исключить фильтрацию с целью сохранения выхода /8/, то продукт будет недостаточно очищен.

Поставленная задача достигается тем, что измельченную и высушенную траву маклеи мелкоплодной или сердцевидной, смоченную водным раствором аммиака, экстрагируют гидрофобным органическим растворителем. Полученные экстракты фильтруют и подают на новые порции сырья в той же последовательности, в которой они были получены. Недостающие объемы экстрагента в последующих загрузках после первой, обусловленные поглощением растворителя сырьем, пополняются из последующих экстрактов (первый из второго, второй из третьего и т. д. ). В последний экстракт предыдущей загрузки, служащий экстрагентом для последующей загрузки, добавляют свежий растворитель. Подщелачивание проводят по мере необходимости, так чтобы pH исходного экстрагента было около 9. На свежее сырье подают водный раствор аммиака, количество которого уменьшается по мере увеличения pH первого экстракта. Обогащенные таким образом органические экстракты промывают водой до нейтральной реакции, обрабатывают разбавленной серной кислотой, технический продукт далее очищают согласно способу /9/.

Сравнительные физико-химические характеристики сангвиритрина, полученные по заявленному способу и по способу /9/ из одного вида сырья с одинаковым содержанием целевого продукта, показывают, что заявляемый способ обеспечивает получение целевого продукта, соответствующего требованиям НТД на препарат. По прототипу продукт будет менее очищен. Выходы препарата по всем трем способам близки.

Соответствие заявляемого способа критерию "изобретательность" обуславливается неочевидностью возможности использовать один и тот же объем растворителя для экстракции нескольких порций сырья без уменьшения экстрагирующей способности реагента.

Соответствие заявляемого способа критерию "новизна" заключается в том, что изменен режим экстракции по сравнению с прототипом /8/. Кислотной обработке подвергают органическую фазу оснований алкалоидов, значительно обогащенную алкалоидами путем экстракции одним объемом экстрагента нескольких порций свежего сырья, а не полученную в результате однократной экстракции, как в прототипе /8/. Описанный способ экстракции представляет собой модификацию перколяции в одном экстракционном аппарате.

Содержание целевых алкалоидов в техническом продукте составляет 87-97%, которое после очистки поднимается до 96,5-99% соответственно. Влага в полученных образцах составляет 3,7-4,9%. В целом все показатели качества субстанции сангвигитрина, полученного по предлагаемому способу, удовлетворяют требованиям ФС 42-2444-86.

Ниже приведены конкретные примеры осуществления заявляемого способа.

Пример 1.

1 загрузка. Измельченную траву маклеи с содержанием сангвиритрина 1,01% в количестве 30,0 г, предварительно смоченную 15 мл 10% водного раствора аммиака, экстрагируют 300 мл этилацетата (1:10) в течение 3 часов. Получают 230 мл первого экстракта от первой загрузки с pH 8. Вторую экстракцию проводят, заливая сырье тем же экстрагентом в объеме первого экстракта от первой загрузки (230 мл) с добавлением 7,5 мл 10% водного раствора аммиака. Экстракцию проводят в течение двух часов. Получают 240 мл второго экстракта от первой загрузки с pH 8. Третью и четвертую экстракции проводят аналогично второй. Получают по 230 мл третьего и четвертого экстрактов от первой загрузки с pH 8.

2 загрузка. Измельченную траву маклеи того же образца в количестве 30,0 г, предварительно смоченную 15 мл 10% водного раствора аммиака, заливают 230 мл первого экстракта и 70 мл второго экстракта от первой загрузки (1:10). Экстрагируют 3 часа. Получают 230 мл первого экстракта от двух загрузок, pH 8. Вторую экстракцию проводят, заливая на сырье 170 мл (240 мл - 70 мл) второго экстракта и 60 мл третьего экстракта от первой загрузки, смешанного с 7,5 мл 10% водного раствора аммиака. Экстракцию проводят 2 часа. Получают 220 мл третьего экстракта от двух загрузок, pH 9. Четвертую экстракцию проводят, заливая сырье 170 мл четвертого экстракта от первой загрузки и 50 мл чистого этилацетата, с добавлением 7,5 мл 10% водного раствора аммиака. Время экстракции 2 часа. Получают 240 мл четвертого экстракта от двух загрузок, pH 9.

Последующие загрузки проводят аналогично второй. Процесс изложен в табличной форме (см. в конце описания) Каждый экстракт от пяти загрузок промывают водой до pH 7 промывных вод, затем обрабатывают 10% водным раствором серной кислоты, начиная с четвертого экстракта. Объем водно-кислотной фазы составляет 5-7% объема органической фазы. После 3-5 минутного перемешивания реакционную смесь оставляют на 30-40 минут для коагуляции осадка, затем осадок отфильтровывают. Сернокислотным фильтратом повторно обрабатывают органическую фазу, как в первом случае. После отделения порции осадка объем сернокислотного фильтрата доводят до исходного, добавляя недостающее количество 10% серной кислоты и последовательно проводят двухкратную обработку III, II, и I-го экстракта. Объединенные осадки промывают этилацетатом, затем ацетоном до pH фильтрата 5 по универсальной индикаторной бумаге, сушат и измельчают. Выход технического продукта от массы сырья 0,98%. Содержание в нем алкалоидов 96,84%. Очистку технического продукта проводят, как указано в /9/.

Технический сангвиритрин (20 г) растворяют в воде (300 мл) при температуре 90-95^oC, охлаждают до комнатной температуры, фильтруют, подщелачивают гидратом окиси аммония (25 мл, 25%), экстрагируют гидрофобным растворителем, хлороформом (3х130 мл), фильтруют органическую фазу от темноокрашенных примесей алкалоидного характера, промывают органическую фазу водой (4х75 мл) для удаления аммиака и алкалоидов цвиттерионного характера, а затем осаждают сангвиритрин обработкой 5% раствором серной кислоты (150 мл). Выпавший осадок фильтруют на воронке Бюхнера в вакууме, промывают ацетоном (835 мл) и сушат 4 часа при 60^oC. Получают 16,15 г (86,81%) готового продукта с показателем "потеря в массе при высушивании" 4,19% и содержанием сангвиритрина в препарате 98,95%.

Были проведены сравнительные эксперименты получения технического сангвиритрина различными способами и содержанием сангвиритрина в сырье 1,01%. При этом установлено, что содержание сангвиритрина в техническом продукте колеблется от 87,41% до 99,54% в зависимости от используемого экстрагента.

Пример 2.

Экстракцию сырья проводят, как описано в примере 1, за исключением того, что в качестве экстрагента используют дихлорэтан. В качестве щелочного агента при смачивании свежего сырья используют 10% раствор аммиака, а в последующих экстракциях, когда щелочной агент вносится с экстрагентом, используют 25% раствор аммиака. Число загрузок в непрерывном цикле 5, число экстракций в каждой загрузке 4. Выход технического продукта от массы сырья 1,01%. Содержание суммы алкалоидов 97,67%. Очистку технического продукта проводят, как описано в примере 1.

Пример 3.

Экстракцию сырья проводят, как описано в примере 1, за исключением того, что число экстракций в каждой загрузке 3, число загрузок в непрерывном цикле 3, время первой экстракции 3 часа, второй и третьей экстракций - по 2 часа. Выход технического сангвиритрина от массы сырья 0,88%. Содержание алкалоидом в техническом продукте 87,4%. Очистку технического продукта проводят, как описано в примере 1.

Выбранный режим экстракции сырья, приведенный в примерах 1-3, подтверждает, что имеет место исчерпывающая экстракция во всех пяти загрузках цикла. Содержание сангвиритрина в шроте по аналитическим данным (экстрагент-этилацетат): 1 загрузка - 0,024; 2 загрузка - 0,022; 3 загрузка - 0,023; 4 загрузка - 0,033; 5 загрузка - 0,022% Преимущества заявляемого способа получения сангвиритрина заключается в следующем.

1. Уменьшение расходных норм экстрагента на головной стадии на единицу готовой продукции приблизительно в 4-5 раз при непрерывном цикле из 5-ти загрузок.

2. Уменьшение затрат времени и количества серной кислоты на единицу готового продукта, так как кислотная обработка органических экстрактов проводится только один раз в конце непрерывного цикла из нескольких загрузок.

3. Уменьшение трудоемкости и энергоемкости процесса, так как отработанные органические фазы упаривают в вакууме в конце всего непрерывного цикла из нескольких загрузок.

4. Уменьшение норм выброса токсических веществ на единицу готового продукта.

5. Повышение эффективности производства при работе с сырьем низкого качества (содержание сангвиритрина около 0,6%). Возможность получать продукт из нестандартного сырья с содержанием сангвиритрина менее 0,6%.

Литература 1. Патент США 4767861, US 546-41.

2. Заявка 0379623, ЕПВ, МКИ⁵ C 07 D 491/14.

3. Патент США 5133981, US 546-41.

4. Патент США 4813533, US 546-41.

5. Патент РФ 571268, A 61 K 35/78, "Способ получения сангвиритрина".

6. В. П. Захаров, Н. И.Либизов, Х.А.Асланов. Лекарственные вещества из растений и способы их производства. Изд.ФАН Уз.ССР, Ташкент, 1980, с.136-138.

7. Заявка РФ 93057354/14, A 61 K 35/78 "Способ получения сангвиритрина из маклеи".

8. Патент РФ 2051687, A 61 K 35/78 "Способ получения сангвинарина и хелеритрина".

9. Заявка РФ 95117356, A 61 K 35/78 "Способ получения сангвиритрина". Положительное решение о выдаче патента от 28.08.96.

Формула изобретения

Способ получения сангвиритрина из надземной части маклеи мелкоплодной (Macleaya microcarpa) или маклеи сердцевидной (Macleaya cordata), включающий твердофазную экстракцию измельченного сырья гидрофобным растворителем в присутствии щелочного агента, осаждение бисульфатов целевых алкалоидов, очистку смеси солей алкалоидов обработкой профильтрованного и подщелаченного водного раствора органическим растворителем с последующей обработкой органической фазы водным раствором серной кислоты, отделением осадка фильтрацией и промывкой его ацетоном, отличающийся тем, что экстракцию этилацетатом или дихлорэтаном проводят последовательной обработкой нескольких порций сырья одним объемом экстрагента по принципу противотока с образованием экстрактов, обогащенных алкалоидами, при очистке в качестве щелочного агента используют водный раствор аммиака, в качестве экстрагента - хлороформ, побочные алкалоиды до обработки органической фазы раствором серной кислоты дополнительно отделяют фильтрацией раствора оснований в органическом растворителе и экстракцией органической фазы водой.

РИСУНКИ

Рисунок 1, Рисунок 2, Рисунок 3